Sistemi integrati con pompa di calore e moduli termo...

eIHPSistemi integrati con pompa di calore

e moduli termo fotovoltaici

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eIHP - Integrazione perfettaeIHP è un sistema che integra il sole, l’acqua e l’aria per produrre energia elettrica e termica a costi prossimi allo zero.Tecnicamente si tratta di una pompa di calore elioassistita da pannelli termo fotovoltaici. eIHP recupera il calore, rendendolo disponibile al ciclo di evaporazione, ottenendo elevati valori di COP.

Lo scambio termico avviene anche nelle ore notturne, in quanto i moduli termo fotovoltaici funzio-nano da radiatori convettivi che assorbono l’energia disponibile dall’aria ambiente. L’integrazione del sistema termico e fotovoltaico, consente di massimizzare l’autoconsumo e l’effi-cienza della pompa di calore.

eIHP, nelle sue diverse configurazioni può soddisfare il fabbisogno energetico di qualsiasi edificio, sia in termini di riscaldamento e raffrescamento che di acqua calda sanitaria

Nel periodo estivo, il sistema garantisce un’elevata produzione di acqua calda sanitaria con pompa di calore spenta.Questo tipo di pannelli non soffre il problema della stagnazione e quindi non necessita di partico-lari manutenzioni o accorgimenti nei periodi di non utilizzo.

Nel periodo invernale, in caso di neve, il sistema consente il rapido snevamento dei pannelli, facen-do circolare negli scambiatori acqua calda.

Rispetto dell’ambiente, efficienza energetica e riduzione dei costi di esercizio trovano la loro sintesi in eIHP.

eIHP - Il modulo termo fotovoltaicoIl pannello termo fotovoltai-co è un pannello fotovoltai-co tradizionale, combinato con uno scambiatore di ca-lore a contatto con la parte posteriore delle celle foto-voltaiche.Un layer di graffite naturale espansa massimizza il trasfe-rimento del calore, dal back-sheet del pannello al fluido termovettore all’interno del-lo scambiatore stesso.

Il funzionamento è identico al pannello fotovoltaico tra-dizionale: la luce solare si trasforma e viene convertita in energia elettrica.L’effetto fotovoltaico produ-ce una quantità considere-

vole di calore, che nei pannelli standard viene dispersa, innalzando la temperatura delle celle fino a 70-80 °C in estate, riducendone per altro il rendimento.

I principali vantaggi sono:

- maggior energia prodotta per unità di superficie: l’efficienza della singola porzione fotovoltaica viene incrementata del 15-20% su base annua, grazie all’integrazione col collettore termico che mantiene bassa la temperatura sul modulo (20-25°C);- allungamento della vita dell’impianto: grazie alle minori temperature di lavoro questi moduli si usurano più lentamente;- aumento del COP: il coefficiente di prestazione della pompa di calore varia a seconda del livello di temperatura a cui si trova l’energia dallo scambiare. Affiancando la pompa al pannello PVT, que-sto coefficiente risulta notevolmente aumentato;- raffrescamento naturale estivo: riduce l’innalzamento della temperatura giornaliera, delle superfici sopra le quali viene posto;- minor spazio utilizzato, soluzione ottimale per chi necessita sia di elettricità che acqua calda sani-taria ma ha poco spazio disponibile a tetto.

Caratteristiche costruttive pannello fotovoltaico:

- Vetro temperato a bassa riflessione da 3 mm di spessore;- Celle policristalline ad alta efficienza 156 x 156 (6”);- Back sheet di pellicola multipla;- Telaio in alluminio anodizzato;- Scatola di collegamento classe di protezione IP 65;- Cavi elettrici Radox;- Sistema di connessione Maschio/Femmina (H+S), IP68 (allo stato connesso) con bloccaggio anti-rotazione;4

Caratteristiche costruttive scambiatore di calore:

- Piastra roll bond tipo OSEF;- Layer superiore realizzato con alluminio puro al 99,5 %;- Layer inferiore realizzato in lega di allumino zirconio;- L’inchiostro utilizzato per la realizzazione della serigrafia non contiene grafite, al fine di evitare pericolosi fenomeni corrosivi compromettenti la vita del prodotto;- Bassissime perdite di carico.

Il circuito idraulico è composto da due circuiti simmetrici in parallelo che, insieme al particolare de-sign dei canalini con sezioni di passaggio del fluido più generose, consentono di ottenere perdite di carico particolarmente contenute.Conseguentemente è possibile realizzare anelli di pannelli in parallelo più grandi e/o utilizzare cir-colatori meno potenti.

Come accessorio, fornito a parte con sovrapprezzo, è disponibile un particolare raccordo rapido che collega le due entrate e le due uscite del pannello radiante alle due linee idrauliche con DN 20 mm.

Al fine di mantenere sempre efficiente il circuito idraulico e prevenire fenomeni corrosivi che po-trebbero danneggiare le piastre roll bond, Eneray suggerisce di utilizzare il fluido termovettore Antifrogen L di Clariant.

Antifrogen® L è un liquido trasparente, colorato blu, usato per il trasferimento del calore in sistemi a pompa di calore. Il prodotto non contiene nitrati, amine, borati, silicati e fosfati. L’ottimizzazione del sistema di inibizione della corrosione è stato ottenuto senza l’uso di sostanze CMR (cancerogene, mutagene, reprotossiche).

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250 Wp 950 W

8,65 A 150 l/h

36,87 V 33 mbar

30,01 V 38 mbar

8,58 A 80 °C

1000 V 4 Bar

15,06% 1,14 l ± 10%

80,73% ϕ 8 x 1 mm

(2) Come accessorio fornito a parte, è disponibile un particolare raccordo a innesto rapido che consente di

collettorare i due circuiti del roll bond per collegarli alla linea di distribuzione di tubo multistrato DN 20 mm.

Dati Elettrici

Coef. di temp. di Voc

Coef. di temp. di Pmpp

Policrystallina 156 x 156

0 ≈+3%

60 celle in serie

1640 x 990 x 45

- 0,34 %/K

- 0,43 %/K

Temperatura di ciclo

NOCT

Coef. di temp. di Isc

- 40 ≈ 85 °C

43,2 °C

+ 0,05 %/K

Sezione dei cavi

Lunghezza dei cavi

Numero diodi di by-pass

PV 4 mm2

90 ± 5 cm

6

Peso

Tensione massima

Max. Series Fuse Rating

22 kg

1000 V (TUV)/600 V (UL)

15 A

Dati GeneraliTipo di cella

Tolleranza sull'uscita

Numero di celle

Dimensione del modulo

(1) Antifrogen(R) L di Clariant.

Potenza nominale

Corrente di corto circuito (Isc)

Tensione a circuito aperto (Voc)

Tensione nom. alla potenza max (Vmp)

Corrente nom. alla potenza max (Imp)

Tensione massima di sistema

Efficienza del modulo

Fill Factor

Massima temperatura di esercizio

Massima pressione di lavoro

Volume interno del modulo

Diametro tubi di connessione

Dati TermiciPotenza termica di picco

Portata fluido termovettore (1)

Perdita di carico

Perdita di carico incluso il raccordo (2)

φ 8

φ 20

990

1640

45

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eIHP - La pompa di calore

Per ragioni di tipo energetico la pompa di calore, alimentata a elettricità, ha rendimenti superiori a quelli di una caldaia: anche considerando il maggior costo dell’elettricità rispetto al gas, la pompa di calore è più conveniente della caldaia.Il sistema integrato proposto oltre a massimizzare i vantaggi dell’autoconsumo di energia elettrica prodotta, compensa inoltre, in larga parte i tipici svantaggi delle pompe di calore tradizionali le-gati alla bassa temperatura dell’acqua prodotta (al salire della temperatura dell’acqua la pompa di calore diventa sempre meno conveniente) e alla necessità di avere significativi aumenti di potenza elettrica, alla rumorosità delle macchine che devono stare generalmente all’aperto.

Il grafico qui sopra mostra come eIHP sia in grado di assecondare il fabbisogno termico delle più diverse tipologie di impianto.In particolare si può notare come anche in cogenerazione con la caldaia tradizionale, il sistema riduca drasticamente la necessità del suo funzionamento.

Il compressore utilizzato è ottimizzato per ap-plicazioni in riscaldamento, a richiesta e con sovrappresso sono disponibili ic ompressori scroll con tecnologia EVI che permettono di avere alte efficienze anche quando la tem-peratura della sorgente esterna è particolar-mente bassa.

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eIHP - COGENCOGEN riduce drasticamente i consumi di combustibile fossile riducendo il tempo di accensione della caldaia. Durante il funzionamento invernale la pompa di calore assorbe energia dalla sonda solare e riscalda l’acqua del serbatoio che si rende disponibile per l’impianto di riscaldamento e l’acqua calda sanitaria contenuta in un secondo serbatoio interno al primo.

Funzionamento in pompa di calore

La caldaia si accende solo quando la temperatura dell’aria esterna è troppo bassa per consentire l’evaporazione, o, ad integrazione della pompa di calore, quando la sonda esterna richieda un a temperatura di mandata dell’acqua elevata, ai termosifoni, nelle giornate particolarmente rigide.

L’elettronica del sistema provvede alla gestione dell’integrazione della caldaia con la pompa di calore.

Nel funzionamento estivo il sistema provvede alla produzione di acqua calda sanitaria con il solo ausilio della pompa di calore ad integrazione del “free heating” quando necessario.

Il riscaldamento dell’acqua calda sanitaria consente di raffreddare i pannelli solari e di aumentarne quindi la produzione di corrente elettrica.

Le ridotte dimensioni della pompa di calore e la sua silenziosità, la rendono particolarmente adat-ta per gli interventi di riqualificazione energetica dei sistemi esistenti con minime modifiche degli impianti esistenti.

1

2

3

4

5

6

1 - Pannello termofotovoltaico2 - Pompa di calore3 - Caldaia4 - Sebatoio a doppio accumulo5 - Termosifone6 - Impianto radiante

1

2

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5

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1 - Pannello termofotovoltaico2 - Pompa di calore3 - Caldaia4 - Sebatoio a doppio accumulo5 - Termosifone6 - Impianto radiante

Funzionamento in Free Heating e produzione acqua calda sanitaria

[Hz] 40 60 80 90 100

[kW] 3,57 5,5 7,15 8 8,9

[kW] 0,74 1,058 1,431 1,7 1,95

4,82 5,19 5 4,7 4,56

[m3/h] 0,6 0,93 1,21 1,36 1,51

[m3/h] 0,81 1,22 1,63 1,86 2,15

n°

[kW]

[A]

LWA [dB(A)]

LP [dB(A)]

[mm]

Assorbimento totale unità

Portata acqua unità

Potenza riscaldamento (1)

Alimentazione

COP

Tipo compressore

Portata acqua sorgente

Compressore

Rumorosità unità STD (2)

Rumorosità unità STD (3)

Refrigerante

Dimensioni L x P x H

(2) Livello pressione sonora calcolato in campo libero, a 1 metro dall'unità,

fattore di direzionalità Q=2 secondo ISO9613

(3) potenza sonoro ricavata con ENI EN ISO9614-2

Dati Tecnici

(1) Riscaldamento: Temperatura aria esterna bulbo secco 7°C bulbo umido

6°C, Acqua 30/35°C Ingresso acqua sorgente 10°C uscita 7°C

1

Rotary inverter

2,95

13

52

44

R410A

583x583x900

COG09

230 V / 1 Ph / 50Hz

Frequenza

Potenza massima assorbita

Corrente massima assorbita ( di picco )

eIHP - AIR

Funzionamento in riscaldamento

AIR abbina alla classica configurazione pompa di calore ad aria, la sonda solare, massimizzando il COP dell’impianto, nel funzionamento invernale. La pompa di calore ad aria entra in funzione solo nelle ore più fredde quando la sonda solare non rende disponibile energia a sufficienza.

Produzione acqua calda sanitaria

L’unità è in grado di produrre acqua calda sanitaria, tramite l’attivazione di una valvola a 3 vie in-terna alla macchina. In opzione e con sovrapprezzo, la pompa di calore può essere equipaggiata di un apposito circuito idraulico dedicato all’acqua calda sanitaria che ne consente la produzione indipendentemente dalla modalità di funzionamento dell’unità.

1 - Pannello termofotovoltaico2 - Pompa di calore3 - Accumulo sanitario4 - Impianto radiante5 - Accumulo tecnico

4

5

3

2

1


3

2

1

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In funzionamento estivo il condensatore ad aria consente di produrre acqua refrigerata, mentre la sonda solare provvede a riscaldare l’acqua calda sanitaria.

Funzionamento in condizionamento con produzione acqua calda sanitaria in Free Heating

Il riscaldamento dell’acqua calda sanitaria consente anche in questo caso di raffreddare i pannelli solari e di aumentarne quindi la produzione di corrente elettrica.

AIR consente di ottenere COP tipici delle pompe di calore acqua/acqua con bassissimi costi di esercizio e semplicità di impianto.


3

2

1

11

[Hz] 40 60 80 90 100

[kW] 3,47 5,4 7,01 7,9 8,8

[kW] 0,83 1,16 1,531 1,83 2,1

4,18 4,65 4,58 4,31 4,19

[m3/h] 0,6 0,93 1,21 1,36 1,51

[m3/h] 0,8 1,3 1,6 1,8 2,0

[kW] 3,65 5,47 7,28 8,05 8,9

[kW] 0,95 1,35 1,85 2,15 2,5

3,84 4,05 3,9 3,74 3,56

[m3/h] 0,63 0,94 1,25 1,38 1,53

n°

n°

LWA [dB(A)]

LP [dB(A)]

n°

LWA [dB(A)]

LP [dB(A)]

[m3/h]

[kW]

[A]

[mm]

31

Ventilatore EC (Opzionale)

Rumorosità unità LWA (3)

Rumorosità unità LP (4)

Rumorosità unità LWA (3)

Rumorosità unità LP (4)

Ventilatore Standard

(2) Raffreddamento: Temperatura aria esterna 35°C - Acqua 23-18°C

1

55

27

Portata Aria 4000

Refrigerante

Dimensioni L x P x H 658x658x1900


6°C, Acqua 30/35°C - Ingresso acqua sorgente 10°C uscita 7°C




13

R410A

Tipo compressore Rotary inverter

Potenza massima assorbita 3,05

Corrente massima assorbita ( di picco )

1

59


COP



Compressore 1

Potenza raffrescamento (2)


EER


Dati Tecnici

AIR09

Alimentazione 230 V / 1 Ph / 50Hz

Frequenza


12

[Hz] 40 60 80 90 100

[kW] 4,2 9,05 12 13,1 13,9

[kW] 1,05 2,01 2,7 3,1 3,5

4 4,5 4,44 4,22 3,97

[m3/h] 0,72 1,51 2,03 2,25 2,39

[m3/h] 1,0 2,1 2,7 2,9 3,0

[kW] 4,3 8,95 12,1 13,2 13,8

[kW] 1,22 2,32 3,2 3,8 4,25

3,5 3,86 3,78 3,47 3,24

[m3/h] 0,74 1,54 2,08 2,27 2,37

n°

n°

LWA [dB(A)]

LP [dB(A)]

n°

LWA [dB(A)]

LP [dB(A)]

[m3/h]

[kW]

[A]

[mm]




Refrigerante R410A

Dimensioni L x P x H 658x658x1900


6°C, Acqua 30/35°C - Ingresso acqua sorgente 10°C uscita 7°C

(2) Raffreddamento: Temperatura aria esterna 35°C - Acqua 23-18°C

Portata Aria 5500

Potenza massima assorbita 4,9

Corrente massima assorbita ( di picco ) 30

Ventilatore Standard 1

Rumorosità unità LWA (3) 64

Rumorosità unità LP (4) 36

Ventilatore EC (Opzionale) 1

Rumorosità unità LWA (3) 57

Rumorosità unità LP (4) 29


EER


Compressore 1

Tipo compressore Rotary inverter



COP



Potenza raffrescamento (2)

Dati Tecnici

AIR14

Alimentazione 230 V / 1 Ph / 50Hz

Frequenza

13

Configurazioni e accessoriSistema Pompa di calore

Pannello termo fotovoltaico

RaccordiSerbatoio sanitario

Serbatoio tecnico

1 18 36 1 x 300 l -

1 18 36 1 x 450 l -

Sistema Pompa di calorePannello termo

fotovoltaicoRaccordi

Serbatoio sanitario

Serbatoio tecnico

1 18 36 1 x 300 l 1 x 35 l

1 18 36 1 x 450 l 1 x 35 l

1 24 48 1 x 300 l 1 x 35 l

1 24 48 1 x 500 l 1 x 35 l

5 - Kit vaso di espansione

Accessori opzionali

1 - Kit Idraulico per il collegamento dei pannelli termo fotovoltaici alla pompa di calore

2 - Controllo remoto a parete della pompa di calore

3 - Kit idraulico dedicato all’acqua calda sanitaria che ne consente la produzione indipendentemente dalla

modalità di funzionamento dell’unità.

4 - Filtro aria per condensatore

AIR14

COG09

Accessori opzionali

1 - Kit Idraulico per il collegamento dei pannelli termo fotovoltaici alla pompa di calore

2 - Controllo remoto a parete della pompa di calore

3 - Valvola tre vie per la produzione di acqua calda sanitaria (con questo accessorio il serbatoio Tank in Tank può

essere sostituito con un normale serbatoio a doppio serpentino)

4 - Kit idraulico dedicato all’acqua calda sanitaria che ne consente la produzione indipendentemente dalla

modalità di funzionamento dell’unità.

5 - Kit vaso di espansione

AIR09

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“Non è la specie più forte a sopravvivere, e nemmeno quella più intelligente ma la specie che risponde meglio al cambiamento”

Charles Darwin

Le in

form

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onte

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talo

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